细胞外微RNA:一种新型的肺癌分子生物标志物

尽管癌症的早期诊断和治疗在不断发展和进步,但寻找一种敏感、准确和微创的分子生物标志物,用于肿瘤的诊断仍是一项艰巨任务。微RNA(miRNA)是一类长约21～24个核甘酸的内源性非编码小分子RNA。细胞外miRNA作为一种新型的分子生物标志物,在癌症诊断方面具有微创、高灵敏度和高特异性等许多潜在特征。近年来,细胞外miRNA研究成果颇丰。文章就细胞外miRNA的来源、功能、检测以及作为分子标志物在肺癌诊断中的作用和目前存在的一些问题进行了综述。

tRNA衍生片段和tRNA半分子的生物学功能及其在疾病发生中的作用

tRNA衍生片段(tRNA-derived RNA fragment,t RF)和tRNA半分子(tRNA halves,ti RNA)由成熟tRNA或其前体tRNA在不同位点特异性剪切产生,它们是一类广泛存在于原核生物和真核生物转录组中的非编码小RNA分子.t RF主要有tRF-5、tRF-3和tRF-1等3亚类,分别来自成熟tRNA的D环至反密码环茎区间切割至5′端、T环开始至3′端和前体tRNA的3′端尾部,其长度为14~30个核苷酸(nucleotide,nt).ti RNA主要有5′ti RNA和3′ti RNA等2亚类,是在成熟tRNA反密码子环处切割分别产生,其长度为29~50 nt.t RF和ti RNA具有多种生物学功能,既可以在应激反应中作为信号分子,又可以作为基因表达的调节者.它们与人类多种疾病(如肿瘤、神经退行性疾病、代谢性疾病和传染病等)的发生密切相关,有希望成为疾病诊断的新型标志物.本文就t RF和ti RNA的分类、生物学功能以及与人类疾病的关系作一综述.

竞争性内源RNA的生物学功能及其调控

最新研究表明,RNA之间可以通过竞争结合共同的microRNA反应元件(micro RNA response element,MRE)实现相互调节,这种调控模式构成竞争性内源RNA(Competing endogenous RNA,ceRNA)。已发现的ceRNA包括蛋白编码mRNA和非编码RNA,其中后者包括假基因转录物、长链非编码RNA(Long non-coding RNA,lncRNA)、环状RNA(Circular RNA,circ RNA)等。文章主要从ceRNA分类的角度,阐述各类ceRNA构成的调控网络发挥的生物学功能在病理和生理相关过程中的作用,以及可能影响ceRNA调控有效性的因素。

环状RNA的生物学功能及其在胃肠肿瘤发生中的作用

环状RNA(circular RNA,circ RNA)是广泛存在于真核生物转录组的内源性非编码RNA.与线性RNA不同,circ RNA不易被酶解,具有更加稳定的结构.circ RNA具有微小RNA(micro RNA,mi RNA)海绵、RNA结合蛋白海绵、调节转录以及翻译蛋白质等多种生物学功能,能够在转录水平或转录后水平调节基因的表达.近期的研究发现,circ RNA在调控肿瘤细胞增殖、迁移和侵袭过程中扮演着重要的角色.胃肠肿瘤是我国常见且死亡率高的恶性肿瘤,研究者在胃肠肿瘤中发现大量异常表达的circ RNA(如:hsa_circ_0014717、hsa_circ_0001017、hsa_circ_0061276、hsa_circ_0125965和hsa_circ_KLDHC10等).本文首先阐述circ RNA的形成机制和生物学功能;然后结合国内外胃肠肿瘤相关circ RNA的最新研究进展和本课题组相关研究成果,对circ RNA影响胃肠肿瘤发生的机制作一综述,并希望能以此为胃肠肿瘤的诊断和治疗提供新的理论依据.

长链非编码RNA的作用机制及其研究方法

长链非编码RNA(Long non-coding RNA,lncRNA)通过多种机制发挥其生物学功能,这些机制包括基因印记、染色质重塑、细胞周期调控、剪接调控、mRNA降解和翻译调控等。lncRNA通过这些作用机制在不同水平进行基因表达调控。在研究lncRNA功能的过程中,研究方法的建立和应用起着非常重要的作用。目前用于lncRNA研究的主要方法有:微阵列、转录组测序、Northern印迹、实时荧光定量逆转录-聚合酶链反应、荧光原位杂交、RNA干扰和RNA结合蛋白免疫沉淀等。文章着重介绍了3种前沿方法,即:在线快速预测RNA与蛋白质相互作用的catRAPID、RNA纯化的染色质分离(Chromatin isolation by RNA purification,ChIRP)以及非编码RNA沉默与定位分析技术(Combined knockdown and localization analysis of non-coding RNAs,c-KLAN)。

lncRNA:肿瘤分子诊断中的一颗新星

长链非编码RNA(lncRNA)是一类长度大于200个核苷酸、不具有蛋白质编码功能的转录本.许多研究已经证实,lncRNA在多种类型的肿瘤中存在异常表达,在肿瘤发生、发展中起着致癌或抑癌作用,是肿瘤发生的一类重要因素.分析lncRNA的方法有表达芯片技术、实时定量逆转录-聚合酶链反应技术、原位杂交技术和RNA深度测序技术等.目前已在组织、血液、尿液和唾液等检材中检测到肿瘤相关lncRNA.因此,lncRNA有望成为新型肿瘤标志物应用于肿瘤诊断和预后判定.

循环长链非编码RNA作为生物标志物在肿瘤分子诊断中的应用

长链非编码RNA(Long noncoding RNA,lncRNA)被发现广泛参与基因表达、表观遗传调控和X染色体失活等重要生命过程,还与肿瘤发生和发展密切相关。lncRNA可能以微泡、外泌体或蛋白质复合物形式进入人体循环系统中,形成循环lncRNA稳定而广泛存在于血液、尿液等体液中。文中简要回顾了近来关于循环lncRNA的来源,以及作为生物标志物的检测方法,着重总结分析了循环lncRNA作为潜在肿瘤生物标志物在肺癌、乳腺癌、胃癌、肝癌、结直肠癌和前列腺癌等常见恶性肿瘤中的早期诊断价值。与传统生物标志物相比,循环lncRNA具有作为新型生物标志物的独特优势和临床应用价值。

环状RNA的生物学功能及其在疾病发生中的作用

环状RNA(circular RNA,circRNA)主要包括由外显子转录本构成的、经非线性反向剪接形成的内源性RNA分子和内含子来源的环状RNA分子等两类。研究发现,circRNA在人体细胞中广泛表达,在转录后水平具有调控基因表达的重要功能。有些circRNA具有天然微小RNA(microRNA,miRNA)海绵作用,可通过与miRNA结合而抑制其活性,从而调控miRNA靶标发挥作用。circRNA在动脉粥样硬化、神经系统紊乱、糖尿病和肿瘤等疾病发生过程中起着较为重要的作用,深入研究circRNA的结构和功能可使我们更好地了解疾病的发生机制,提高相关疾病的预防和诊断水平。文章就circRNA的形成、功能及其在疾病发生中的作用等做一综述。

外泌体在肝癌中的应用研究进展

肝细胞肝癌(HCC)是最常见的原发性肝脏肿瘤,也是全球癌症相关死亡的主要原因[1]。尽管研究人员在预防、筛查、诊断和治疗技术方面取得了一些进展,但HCC的发病率和死亡率仍持续上升,HCC患者的5年生存率小于20%[2-3]。因此,HCC的早期诊断尤为重要。目前的筛查方法如超声和血清甲胎蛋白(AFP)由于较低的特异性及敏感性,效果较差[4]。因此,许多学者一直在努力寻找新的HCC标志物,以提高早期诊断率。外泌体一种是直径30~150 nm的细胞外囊泡,在发现开始时被认为是废蛋白组分。外泌体主要来源于胞内多囊泡体(MVBs),后者可与质膜融合,释放囊泡至细胞外空间或与溶酶体相互作用降解囊泡[5]。

环状RNA的生物学功能及其在肿瘤发生中的作用

近年来,随着RNA研究技术的进步,研究者们在多种生物中发现了数量众多的环状RNA,且发现它们具有重要的生物学功能。环状RNA来源于内含子或外显子,可以充当微小RNA海绵,还能与蛋白质相结合,从而参与基因表达调控并影响蛋白质的功能,此外,个别环状RNA甚至能编码蛋白质。更重要的是,环状RNA在肿瘤(如:胃癌、肝癌、结直肠癌、乳腺癌、宫颈癌和卵巢癌等)的发生和发展过程中起着重要的调控作用。因此,环状RNA有希望成为肿瘤诊断的标志物和治疗的新靶点。

Krüppel样因子5的生物学功能及其与肿瘤发生的关系

Krüppel样因子5(Krüppel-like factor 5,KLF5)是一类进化保守的锌指型转录因子,它能调控下游众多靶基因的表达。KLF5参与细胞增殖、分化和凋亡等细胞生物学过程。翻译后修饰对KLF5的稳定性和发挥作用产生影响,而KLF5与非编码RNA之间也存在相互作用。越来越多的研究表明,KLF5异常表达于人类多种肿瘤(包括结直肠癌、乳腺癌、前列腺癌等)。KLF5不仅参与肿瘤的发生,而且与患者预后相关。有趣的是,KLF5在一部分肿瘤中的功能表现为环境依赖性,而且翻译后修饰和性激素水平影响其功能的发挥。鉴于KLF5在肿瘤中的重要作用,它被认为是一个潜在的肿瘤诊断标志物和肿瘤治疗新靶点。

环状RNA与人类疾病

环状RNA(circular RNAs,circRNAs)是一类广泛存在于各种生物细胞中具有调控基因表达功能的非编码RNA,具有结构稳定和组织特异性表达等特征.有些circRNA分子富含微小RNA结合位点,可通过充当竞争性内源RNA的角色来发挥作用,如CDR1as对miR-7的海绵作用与肺癌、乳腺癌、胶质瘤及肌萎缩性脊髓侧索硬化等疾病发生相关.c ANRIL可通过影响多梳家族参与动脉粥样硬化的发生.大量circRNA的发现及其结构和功能的阐明不仅可以使我们更加深入地了解疾病的发生机制,而且为相关疾病的预防、诊断和治疗提供了新的方向.

微RNA通过调节上皮间质转化影响肿瘤转移

肿瘤细胞向远处转移受多因素调控,涉及多个基因,需要经历一系列连续的、可选择的级联事件。上皮间质转化(Epithelial-mesenchymal transition,EMT)是肿瘤细胞转移中的关键步骤,但肿瘤发生EMT的机制至今尚不完全明确。微RNA(MicroRNA,miRNA)是一类内源性、非编码小分子RNA,可在转录后水平负调控EMT相关基因的表达,在肿瘤转移中发挥重要作用。文章主要就EMT与肿瘤转移的关系、影响EMT的转录因子,以及miRNA通过靶向EMT相关的转录因子影响肿瘤转移等方面进行了综述。

特异性微小RNA抑制剂对胃癌细胞增殖的影响

目的:探讨特异性微小RNA抑制剂对胃癌细胞增殖的影响。方法:设计并合成4种微小RNA(miR-17、miR-21、miR-106a和miR-421)的2-甲氧修饰的RNA寡核苷酸(微小RNA抑制剂),用脂质体分别转染到SGC-7901和MGC-803胃癌细胞,然后用实时定量逆转录-聚合酶链反应技术检测微小RNA的表达情况,最后用MTT方法检测胃癌细胞的增殖情况。结果:4种微小RNA抑制剂均有效抑制了SGC-7901和MGC-803细胞中相应微小RNA的表达;除miR-21抑制剂未见抑制胃癌细胞的增殖外,其它3种微小RNA抑制剂均以剂量依赖方式抑制胃癌细胞的增殖且对SGC-7901的效果优于MGC-803。结论:微小RNA的特异性抑制剂能有效抑制胃癌细胞的增殖,采用这种技术为研究胃癌的发病机制提供了新方法。

MiRNA影响胃癌转移的机制

转移是恶性肿瘤基本的生物学特征,胃癌转移是导致胃癌患者死亡的主要原因.诸多研究表明,微小RNA在胃癌转移过程中起着重要作用.本文总结了有关抑制和促进胃癌转移微小RNA的研究新进展,并从影响信号传导途径、调控癌基因和抑癌基因表达、作用于细胞因子等方面分析了其主要作用机制.

竞争性内源RNA：一种全新的基因表达调控模式

竞争性内源RNA(ceRNA)假说是一种全新的基因表达调控模式:mRNA、假基因转录物和长链非编码RNA等转录物通过microRNA应答元件竞争结合相同的microRNA来调控各自的表达水平,从而影响细胞的功能.迄今为止,多家实验室已从生物信息学、细胞生物学和动物实验等层面验证了该假说.本文追溯了ceRNA假说提出的历程,讨论了ceRNA调控网络的影响因素,并提出了一些有待进一步完善的内容.ceRNA假说大大拓展了人类基因组中功能遗传信息的范畴,也为解析一些人类疾病发生的机制提供了新线索.

非编码RNA在肿瘤细胞糖代谢中的调控作用

非编码RNA(non-coding RNA,nc RNA)是一类不具有蛋白质编码潜能的RNA,可分为管家nc RNA和调控性nc RNA。微RNA(micro RNA,mi RNA)是研究得比较清楚的一类调控性nc RNA,不仅可调控细胞分化、增殖和凋亡,还可通过调节糖酵解途径中的限速酶[如己糖激酶(hexokinase,HK)、磷酸果糖激酶(phosphofructokinase,PFK)和丙酮酸激酶(pyruvate kinase,PK)]来调控肿瘤细胞的糖代谢。长链非编码RNA(long non-coding RNA,lnc RNA)是另一类近年来引起重视的调控性nc RNA,它们可通过调节癌基因c-Myc、葡糖转运蛋白(glucose transporter,GLUT)、HK和缺氧诱导因子等来调控肿瘤细胞的糖代谢。深入了解mi RNA和lnc RNA等调控性nc RNA调控肿瘤细胞糖代谢的机制不仅可以使我们更加深入地了解肿瘤的发生机制,而且可能为肿瘤的预防、诊断和治疗提供新方向。

核仁小RNA在肿瘤发生中的作用

核仁小RNA(small nucleolar RNA,snoRNA)是一类真核细胞核仁中的60～300个核苷酸长度的非编码RNA,主要参与rRNA和其它小RNA转录后的成熟加工过程.它们与肿瘤的关系曾一度被人们所忽视,然而,近年来有关snoRNA新功能的研究证明,它们与肿瘤的发生、发展密切相关.snoRNA以多种方式参与肿瘤的发生:一些snoRNA(如:U50、SNORD12、SNORD12b、SNORD12c、SNORD44和h5sn2等)具有抑癌活性,而另一些snoRNA(如:SNORD33、SNORD66、SNORD76、SNORD112、SNORD113、SNORD114、SNORA42、U70C和ACA59B等)具有促癌活性.另外,编码snoRNA基因的异常也被发现与肿瘤的发生有关.因此,开展snoRNA与肿瘤关系的研究将有可能为肿瘤诊治提供新线索.

LAMA4基因对喉癌细胞增殖和侵袭的调控机制

目的构建层粘连蛋白α4亚基（LAMA4）的过表达和干扰序列重组慢病毒，观察其对Hep-2喉癌细胞株增值和侵袭的调控机制。方法全基因合成LAMA4序列并筛选有效的LAMA4基因干扰序列，重组入带有绿色荧光蛋白慢病毒载体。采用慢病毒感染喉癌细胞株Hep-2后，通过Western blot检测过表达和干扰效率。MTT法检测LAMA4基因表达变化时Hep-2细胞株增殖能力的变化。Transwel 实验检测喉癌细胞株感染前后侵袭能力的变化。利用Western blot和Real- time PCR检测基质金属蛋白酶-2（MMP-2）与膜型基质金属蛋白酶（MT1- MMP）的基因表达量变化情况。结果（1）携带LAMA4基因片段和小干扰片段的重组慢病毒成功构建，包装慢病毒后浓缩病毒悬液滴度达到5＆#215;105 TU/μl。（2）基因沉默组LAMA4蛋白相对表达量明显低于对照组，过表达组相对表达量明显高于对照组，差异均有统计学意义（均P＜0.05）。（3）LAMA4干扰慢病毒感染Hep-2喉癌细胞株后，细胞株增殖无明显变化。（4）Transwel 小室检测发现，基因沉默组及过表达组Transwel 细胞数与对照组的差异均有统计学意义（均P＜0.05）。（5）与对照组比较，基因沉默组及过表达组MMP-2及MT1- MMP基因与蛋白表达均发生明显变化，差异均有统计学意义（均P＜0.05）。结论 LAMA4基因可能是通过MMP-2和MT1- MMP基因相关通路调节喉癌细胞的侵袭能力，LAMA4可以作为治疗喉癌转移的潜在靶点。

内质网区蓖麻毒素的逆向转运

蓖麻毒素是植物来源的核糖体失活蛋白。蓖麻毒素必须通过细胞的内膜系统到达内质网,然后转位至胞质,才能作用于胞质内的核糖体。在内质网中毒素的两条链分离,具有催化活性的A链被内质网上的蛋白质识别,并被转位到胞质内催化核糖体失活。现对内质网在参与蓖麻毒素胞内转运过程中的作用进行综述。